[發明專利]碳化硅外延基板及用于制造碳化硅半導體裝置的方法

有效

• 申請號: 201680057722.8
• 申請日: 2016-07-04
• 公開（公告）號: CN108138360B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 西口太郎;平塚健二
• 申請（專利權）人: 住友電氣工業株式會社
• 主分類號: C30B29/36
• 分類號: C30B29/36;C30B25/20;H01L21/20;H01L21/205
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 王海川;穆德駿

一種碳化硅外延基板，其包含碳化硅單晶基板和碳化硅層。所述碳化硅層包含與所述碳化硅單晶基板接觸的表面的相反側的第二主表面。所述第二主表面對應于相對于{0001}面在偏離方向上傾斜的面。所述第二主表面具有100mm以上的最大直徑。所述第二主表面具有外周區域和中心區域，所述外周區域距所述第二主表面的外緣在3mm以內，所述中心區域被所述外周區域包圍。所述中心區域具有沿與所述偏離方向垂直的直線排列的第一半環的第一位錯陣列。所述第一半環各自包含在所述第二主表面露出的一對貫通刃型位錯。所述中心區域中所述第一位錯陣列的面密度為10/cm²以下。

技術領域

本公開涉及碳化硅外延基板和用于制造碳化硅半導體裝置的方法。本申請要求于2015年10月7日提交的日本專利申請第2015-199565號的優先權，并通過引用的方式將其全部內容并入本文中。

背景技術

WO2009/035095(專利文獻1)公開了具有在外延生長期間產生的位錯陣列的外延基板。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：WO2009/035095

發明內容

本公開的碳化硅外延基板包含碳化硅單晶基板和碳化硅層。碳化硅單晶基板具有第一主表面。所述碳化硅層在所述第一主表面上。所述碳化硅層包含與所述碳化硅單晶基板接觸的表面的相反側的第二主表面。第二主表面對應于相對于{0001}面在偏離方向上傾斜的面。第二主表面具有100mm以上的最大直徑。第二主表面具有外周區域和中心區域，外周區域距第二主表面的外緣在3mm以內，中心區域被外周區域包圍。中心區域具有沿與偏離方向垂直的直線排列的第一半環的第一位錯陣列。第一半環各自包含在第二主表面露出的一對貫通刃型位錯。中心區域中第一位錯陣列的面密度為10/cm²以下。

本公開的碳化硅外延基板包含碳化硅單晶基板和碳化硅層。碳化硅單晶基板具有第一主表面。所述碳化硅層在所述第一主表面上。所述碳化硅層包含與所述碳化硅單晶基板接觸的表面的相反側的第二主表面。第二主表面對應于相對于(0001)面在11-20方向上傾斜4°以下的面。第二主表面的最大直徑為150mm以上。第二主表面具有外周區域和中心區域，外周區域距第二主表面的外緣在3mm以內，中心區域被外周區域包圍。中心區域具有沿與11-20方向垂直的直線排列的半環的位錯陣列。半環各自包含在第二主表面露出的一對貫通刃型位錯。中心區域中位錯陣列的面密度為10/cm²以下。

附圖說明

圖1為示出本發明實施方式的碳化硅外延基板的構造的示意性平面圖。

圖2為沿圖1的II-II線取的示意性剖視圖。

圖3為圖1的區域III的示意性透視圖。

圖4為圖1的區域III的示意性平面圖。

圖5為圖1的區域III的示意性剖視圖。

圖6為圖1的區域VI的示意性透視圖。

圖7為圖1的區域VI的示意性平面圖。

圖8為圖1的區域VI的示意性剖視圖。

圖9為示出本發明實施方式的碳化硅外延基板的制造裝置的構造的局部示意性剖視圖。

圖10為示出用于制造本發明實施方式的碳化硅外延基板的方法的第一步驟的示意性平面圖。

圖11為沿圖10的XI-XI線取的示意性剖視圖。

圖12示出了用于制造本發明實施方式的碳化硅外延基板的方法中的溫度與時間之間的關系。

圖13為示出在生長步驟中第零時間處的圖10的區域XIII上的基面位錯的構造的示意性透視圖。